SS-V:5060 梁の分離
テスト番号VNL07 適用された荷重に応じて全体または部分的な梁の分離 / 滑りを求めます。
定義
寸法10 x 10 x 100 mmの2つの同様の梁が接触します(図 1)。
- 特性
- 値
- 摩擦係数
- f=0.15
- 弾性係数
- 2.1e+11 Pa
- ポアソン比
- 0.3
荷重ケース | Fx, [N] | Fy, [N] |
---|---|---|
1 | 0 | 1 |
2 | 0 | 0.9 |
3 | 0.3 | 0 |
4 | 0.31 | 0 |
5 | 0.29 | 0 |
結果
- ケース1:
上側の梁の釣り合いを検討します。 Fy =0の場合、力Nは接触時の反力によって釣り合います。 Fy が大きくなるにつれて、梁が変形し、接触の分離が右端から始まり、左に拡大します。最終的に、接触が完全に分離し、接触領域が1本のラインに縮退します(図 3のポイントA)。完全な分離をもたらす力 Fy の値は、モーメントの釣り合い方程式から求めることができます。
∑M(A)=P*(L2)− Fy*L=0この最終的な値は Fy =1 Nです。
- ケース2:この荷重ケースの場合、 Fy =0.9 Nは、接触の完全分離を引き起こすのに十分ではありません(図 5)。
- ケース3:
この荷重ケースの場合、引き離す力がないため(- Fy =0)、通常の分離が行われます。せん断力 Fx によって梁の滑りが生じやすくなりますが、これは、接触領域全体に分散された摩擦力によって抵抗されます。釣り合い状態では、力は水平軸に投影されます:
F−Fx=0ここで、 F は合計摩擦力です。
最大合計摩擦力は次のとおりです:
F=f∗PFx≥ f*P の場合、全体的な滑り(つまり全体的な接線方向の分離)が開始されます。 Fx< f*P の場合、部分的な滑りのみが可能です。最大合計摩擦力は Fmax=0.15*2=0.3 N です。
Fx =0.3 Nの場合の結果を図 7に示します。接触領域で完全な滑りが生じますが、上側の梁の左下端と下側の梁の端はほぼ一致したままになります。 - ケース4:この荷重ケースの場合、シフト力 Fx が0.31 Nまで増大します。この力が最大摩擦力を超え、上側の梁が変形するだけでなく、剛体として動き始めます。
- ケース5:この荷重ケースの場合、シフト力 Fx が0.31 Nまで増大します。この力が最大摩擦力を超え、上側の梁が変形するだけでなく、剛体として動き始めます。このケースでは、部分的な滑りのみが発生します。梁の左端に明確な”粘着”接触領域があります。